物件導向JavaScript入門——來自Mozilla的官網教程

高翌翔發表於2012-03-21
物件JavaScript

儘管物件導向JavaScript與其他語言相比之下存在差異，並由此引發了一些爭論，但毋庸置疑，JavaScript具有強大的物件導向程式設計能力。本文先從介紹物件導向程式設計開始，然後回顧JavaScript物件模型，最後演示JavaScript中的物件導向程式設計概念。

目錄

  1. JavaScript回顧
  2. 物件導向程式設計
  3. 專用術語
  4. 基於原型的程式設計
  5. JavaScript物件導向程式設計
    5.1. 核心物件
    5.2. 自定義物件
        5.2.1. 類
        5.2.2. 物件（類例項）
        5.2.3. 建構函式
        5.2.4. 屬性（物件屬性）
        5.2.5. 方法
        5.2.6. 繼承
        5.2.7. 封裝
        5.2.8. 抽象
        5.2.9. 多型
  6. 提示
  7. 參考文獻

儘管物件導向JavaScript與其他語言相比之下存在差異，並由此引發了一些爭論，但毋庸置疑，JavaScript具有強大的物件導向程式設計能力。

本文先從介紹物件導向程式設計開始，然後回顧JavaScript物件模型，最後演示JavaScript中的物件導向程式設計概念。

JavaScript回顧

如果你對諸如變數（variables）、型別（types）、函式（functions）、以及作用域（scope）等JavaScript概念覺得心裡沒底，那麼你可以閱讀重新介紹JavaScript中的這些主題。你還可以查閱JavaScript 1.5核心指南

物件導向程式設計

物件導向程式設計是一種程式設計正規化（paradigm），即使用抽象來建立基於真實世界的模型。它使用了幾種以前建立的正規化技術，包括模組化（modularity）、多型（polymorphism）、和封裝（encapsulation）。今天，許多流行的程式語言（比如Java、JavaScript、C#、C++、Python、PHP、Ruby、以及Objective-C）都支援物件導向程式設計（OOP）。

物件導向程式設計可視為使用協作物件集合來進行軟體設計，這與傳統觀點相反，傳統觀點把程式視為函式集合，或者簡化為計算機指令列表。在物件導向程式設計中，每個物件都具有以下能力：接收訊息、處理資料、以及給其他物件傳送訊息。每個物件都可以視為一個獨立的具有不同角色或責任的小機器。

物件導向程式設計旨在為程式設計提升更大的靈活性和可維護性，並在大規模軟體工程中廣泛流行。由於其非常重視模組化，因此物件導向程式碼旨在讓開發更簡單、稍後理解起來更容易，而且相對於較少採用模組化的程式設計方法，使得對於複雜情況及步驟的分析、編碼和理解更加直接。[2]

專用術語

類（Class）
    ~ 定義物件的特徵（characteristics）。
物件（Object）
    ~ 類的例項（Instance）。
屬性（Property）
    ~ 某一物件特徵（characteristic），例如顏色。
方法（Method）
    ~ 某種物件能力，例如行走。
建構函式（Constructor）
    ~ 例項化（instantiation）時所呼叫的方法。
繼承（Inheritance）
    ~ 一個類可以繼承來自另一個類的特徵。
封裝（Encapsulation）
    ~ 一個類只定義該物件的特徵，一個方法只定義該方法如何執行。
抽象（Abstraction）
    ~ 將某一物件的複雜繼承、方法、屬性結合在一起，而且必須能夠模擬某一現實模型。
多型（Polymorphism）
    ~ 不同類可能會定義相同的方法或屬性。

對於物件導向程式設計的進一步描述，參閱維基百科的物件導向程式設計詞條。

基於原型的程式設計

基於原型的程式設計（Prototype-based programming）是一種物件導向程式設計風格，其中類（classes）並不存在，並且行為重用（在基於類的語言中稱為繼承）是通過粉飾充當原型的現存物件來完成的。這種模式也稱為無類的（class-less）、面向原型的（prototype-oriented）、或基於例項（instance-based）的程式設計。

關於基於原型語言的最初（且非常規範的）示例就是由David Ungar和Randall Smith開發的Self程式語言。然而，這種無類程式設計風格最近越來越受歡迎，並且已被一些程式語言採用，例如avaScript、Cecil、NewtonScript、Io、MOO、REBOL、Kevo、Squeak（當使用Viewer框架來操縱Morphic元件時）、及其他幾種語言。[2]

JavaScript物件導向程式設計

核心物件（Core Objects）

JavaScript有幾個包含在其核心中的物件；例如，Math、Object、Array、以及String等物件。下面的示例演示瞭如何使用Math物件的random()方法獲取隨機數。

alert(Math.random());

提示：本例和所有其他示例都假設已在全域性範圍內定義了函式名alert（正如包含在web瀏覽器中的alert一樣）。alert函式實際上不是JavaScript本身的一部分。

JavaScript核心物件列表，參閱JavaScript 1.5核心參考：全域性物件（Global Objects）。

JavaScript中的每個物件都是一個Object物件的例項，並因此繼承其所有屬性和方法。

自定義物件（Custom Objects）

類（The Class）

JavaScript是基於原型的語言，其中不包含可在如 C++或Java中找到的類宣告（class statement）。有時這會讓一些習慣於具有類宣告語言（languages with a class statement）的程式設計師感到困惑。不過，JavaScript用函式（functions）作為類。定義一個類簡單到就是定義一個函式。在下例中，我們定義了名為Person（人）的新類。

function Person() { }

物件（類例項）（The Object (Class Instance)）

要建立obj物件的一個新例項，我們使用語句new obj，同時將結果（其型別是obj）賦給某個變數（variable），以便稍後訪問。

在下例中，我們首先定義名為Person的類，然後建立兩個例項（person1和person2）。

function Person() { }
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

還可參閱新的例項化替代方法Object.create。

建構函式（The Constructor）

當例項化時（建立物件例項的瞬間）是會呼叫建構函式。建構函式是類的一個方法。而在JavaScript中，會函式（function）作為作為該物件的建構函式；因此，也就無需顯式定義一個建構函式方法。類中宣告的每個行為在例項化時都會執行。

建構函式用於設定物件屬性或呼叫方法為使用該物件做準備。本文稍後會介紹，通過使用一種不同的語法來新增類方法及其定義 。

在下例中，當例項化Person時，Person類的建構函式會顯示一個警告框。

function Person() {
  alert('Person instantiated');
}

var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

屬性（物件屬性）（The Property (object attribute)）

屬性是包含在類中的變數；每個物件例項都有這些屬性。屬性應設定在類（函式）的原型（prototype）屬性中，以便繼承正常工作。

在類中操作屬性是通過this關鍵字實現的，this引用當前物件。在類外部訪問（讀或寫）某個屬性要通過以下語法：InstanceName.Property；這與C++、Java、以及其他一些語言所用語法相同。（在類內部使用this.Property的語法來獲取或設定屬性值）。

在下例中，我們為Person類定義gender（性別）屬性，然後在初始化時定義該屬性。

function Person(gender) {
  this.gender = gender;
  alert('Person instantiated');
}

var person1 = new Person('Male'); // Male: 男
var person2 = new Person('Female'); // Female: 女

//顯示person1的性別
alert('person1 is a ' + person1.gender); // person1 is a Male

方法（The methods）

方法遵循與屬性相同的邏輯；區別在於它們是函式而且被定義為函式。呼叫方法與訪問屬性相似，不過你要在方法名末尾新增()，可能會有引數（arguments）。定義一個方法，就是為該類prototype屬性上的某個命名屬性指定一個函式；函式被分配到的那個名稱就是在物件上呼叫該方法的名稱。

在下例中，我們為Person類定義並使用sayHello()方法。

function Person(gender) {
  this.gender = gender;
  alert('Person instantiated');
}

Person.prototype.sayHello = function()
{
  alert ('hello');
};

var person1 = new Person('Male');
var person2 = new Person('Female');

// 呼叫Person的sayHello方法。
person1.sayHello(); // hello

在JavaScript中，方法是作為屬性被繫結到某個類/物件的普通函式物件，這意味著，可以“脫離上下文（out of the context）”來呼叫它們。考慮如下示例程式碼：

function Person(gender) {
  this.gender = gender;
}

Person.prototype.sayGender = function()
{
  alert(this.gender);
};

var person1 = new Person('Male');
var genderTeller = person1.sayGender;

person1.sayGender(); // alerts 'Male'
genderTeller(); // alerts undefined
alert(genderTeller === person1.sayGender); // alerts true
alert(genderTeller === Person.prototype.sayGender); // alerts true

此示例一次演示了多個概念。這表明，在JavaScript中沒有“基於物件的方法（per-object methods）”，因為該方法的所有引用都指向完全相同的函式，即我們起初在原型上定義的那個函式。當某個函式被作為方法（或確切地說是屬性）呼叫時，JavaScript會將當前的“物件上下文（object context）”“繫結”到特定的“this”變數。這與呼叫該函式物件的“call”方法等效，如下所示：

genderTeller.call(person1); //alerts 'Male'

更多相關資訊，請參閱Function.call和Function.apply

繼承（Inheritance）

繼承是一種方法，用於建立作為一個或多個類專用版本的類。（JavaScript僅支援單類繼承）。這個專用類通常被稱為子類（child），而其他類通常被稱為父類（parent）。在JavaScript中，你要完成繼承，需將父類的例項賦給子類，然後將子類特化（specializing）。

提示：由於JavaScript不檢測的子類的prototype.constructor（原型的建構函式），參閱Core JavaScript 1.5核心參考：Global Objects:Object:prototype屬性，因此我們必須手動指定該值。

在下例中，我們定義Student類作為Person的子類。然後我們重新定義sayHello()方法，並新增sayGoodBye()方法。

// 定義Person類
function Person() {}

Person.prototype.walk = function(){
  alert ('I am walking!');
};
Person.prototype.sayHello = function(){
  alert ('hello');
};

// 定義Student類
function Student() {
  // 呼叫父類建構函式
  Person.call(this);
}

// 繼承Person
Student.prototype = new Person();

// 修正建構函式指標，由於它指向Person
Student.prototype.constructor = Student;

// 替換sayHello方法
Student.prototype.sayHello = function(){
  alert('hi, I am a student');
}

// 新增sayGoodBye方法
Student.prototype.sayGoodBye = function(){
  alert('goodBye');
}

var student1 = new Student();
student1.sayHello();
student1.walk();
student1.sayGoodBye();

// 檢驗繼承
alert(student1 instanceof Person); // true
alert(student1 instanceof Student); // true

封裝

在上例中，Student無須知曉Person類的walk()方法是如何實現的，但仍可使用該方法；Student類無須顯式定義該方法，除非我們想改變它。這稱為封裝（encapsulation），這樣每個類繼承其父類的方法，並且只需定義它所希望改變的東西。

抽象

抽象是一種機制（mechanism），允許對處理中的問題的當前部分進行建模。這可以通過繼承（特化）或組合（composition）來實現。JavaScript通過繼承實現特化（specialization），通過讓類例項成為其他物件的屬性值實現組合。

JavaScript的Function類繼承自Object類（這說明模型的特化），並且Function.prototype屬性是Object的例項（這說明了組合）。

var foo = function(){};
alert( 'foo is a Function: ' + (foo instanceof Function) );
alert( 'foo.prototype is an Object: ' + (foo.prototype instanceof Object) );

多型

就像所有的方法和屬性被定義在原型屬性內部一樣，不同的類可以定義具有相同名稱的方法；方法的作用域限於定義它們的類之內。這僅當兩個類之間沒有父子關係（當一個類沒有從繼承鏈中的其他類繼承時）時才為真。

提示

本文中所提出的物件導向程式設計實現技術不僅適用於JavaScript，因為就如何進行物件導向程式設計而言，這是非常靈活的。

同樣，這裡展示的技術既沒有使用任何語言技巧（language hacks），也沒有模仿其他語言的物件理論實現。

在JavaScript中，還有其他更高階的物件導向程式設計的技術，但是那些內容已超出了這篇介紹性文章的範圍。

參考文獻

  1. Mozilla。“JavaScript 1.5核心指南”, http://developer.mozilla.org/en/docs/Core_JavaScript_1.5_Guide
  2. 維基百科。“物件導向程式設計”，http://en.wikipedia.org/wiki/Object-oriented_programming

原始文件資訊

簡體中文版譯文資訊

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